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1 DOI : /kdj ORIGINAL ARTICLES 제 2 형당뇨병환자에서최대근력과유산소운동능력및비만도의관련성 을지병원당뇨병센터 1, 을지대학교의과대학내과학교실 2, 서울대학교의과대학내과학교실 3 권휘련 1* 한경아 2* 구윤희 2 안희정 1 구보경 3 민경완 2 Relationship of Maximal Muscle Strength with Body Mass Index and Aerobics Capacity in Type 2 Diabetic Patients Hwi Ryun Kwon 1, Kyung Ah Han 2, Yun Hyi Ku 2, Hee Jung Ahn 1, Bo Kyung Koo 3, Kyung Wan Min 2 1 Diabetes Center, Eulji Hospital, Seoul, 2 Department of Internal Medicine, Eulji University College of Medicine, Daejeon, 3 Department of Internal Medicine, Seoul University College of Medicine, Seoul, Korea Abstract Background: Combination fitness regimens (including aerobic and resistance exercises) are effective for improving cardio-respiratory fitness, reducing visceral fat and increasing insulin sensitivity in diabetic patients. The combination exercise intensity that a patient is capable of is limited by his or her aerobic capacity and one repetition maximum (1RM). We investigated the relationships between 1RM, aerobic exercise capacity and body mass index in patients with type 2 diabetes. Methods: A total of 177 (men: 85, women: 92) diabetic subjects with HbA1c 10% were enrolled. Muscle strength and 1RM were assessed bychest press (upper body) and leg press (lower body). We assessed aerobic capacity by VO 2max and muscle mass by bioimpedance analysis. Results: There was no correlation between 1RM and VO 2max in type 2 diabetic patients (upper: P = 0.122, lower: P = for men, and upper: P = 0.952, lower: P = for women). However, 1RM was significantly correlated with muscle mass both in men and women (upper: r = 0.493, P < 0.001, r = 0.315, P = lower: r = P < 0.001, r = 0.307, P =0.003, respectively). There was also a significant correlation between 1RM and BMI. In obese male subjects with BMI 25 kg/m 2, we observed a significant correlation between muscle mass and BMI (r = 0.374, P = 0.032), but this correlation was not observed in women. Conclusion: Clinicians treating Korean type 2 diabetic subjects should recommend resistance exercise to their patients. In particular, obese women with diabetes may receive greater benefits by increasing muscle mass through resistance exercises. (Korean Diabetes J 33: , 2009) Key words: Aerobic exercise, Diabetes mellitus, Muscle strength, Resistance training, Type 2 diabetes 서 론 심폐기능과근력은독립적인일상생활과삶의질을유지 하는데중요하다. 특히운동에의해그기능이향상되었을때삶의질이높아지고, 정신적인면에서도긍정적인효과가나타나는것으로알려져있다 1). 근력이감소하게되면 접수일자 : 2009 년 9 월 2 일, 통과일자 : 2009 년 12 월 3 일교신저자 : 민경완, 을지대학교의과대학내과학교실, minyungwa@yahoo.co.kr * 본연구는한국당뇨병임상연구소의지원에의하여이루어짐. * 권휘련과한경아는본논문에제 1 저자로공동기여하였음. 511

2 활동능력이감소하게되고, 신체활동능력이감소하면체지방량과복부내장지방이증가하고체단백질양은감소하여제지방조직이감소한다. 제지방조직은주로골격과근육으로구성되어있지만, 연령의증가에따른신체생리적변화중에서근육감소가가장현저하게일어나기때문에근감소증이제지방감소의가장주요한인자이다 2,3). 저항운동은특히제2형당뇨병환자에서근육량을증가시키고복부지방을감소시키는것으로잘알려져있다. 이러한이유로미국당뇨병학회에서는제2형당뇨병환자에게유산소운동뿐만아니라근력강화운동인저항운동도함께하기를권장하고있다 4). 유산소운동과저항운동을같이하는복합운동은혈당조절에효과적일뿐만아니라체지방감소로인해허리와복부둘레비가감소하고심폐능력을향상시키며제지방과근력을증가시키는데에도움을준다 5,6). 당뇨병환자에있어서빠르게걷기운동이나가벼운달리기등의유산소운동은혈당을낮추고인슐린에대한감수성을증가시키며내장지방을감소시키고체중을유지감소시키는효과가있다 7). 그러나당뇨병환자들중에는동반된심장질환이나관절문제등으로인해권장수준의유산소운동을하기어려운경우가많다. 이러한경우복합운동이유용할것으로사료된다. 이렇게당뇨병환자들의경우유산소운동과더불어근력강화운동의필요성이부각되고있으나복합운동을실시할때기준이되는유산소운동능력과최대근력과의관계에대한자료가부족한실정이다. 이에본연구에서는우리나라제2형당뇨병환자에서효과적인복합운동을실시할때필요한최대근력과최대산소섭취량과의상관관계를알아보고최대근력과비만도및근육량과의관계를확인하고자하였다. 대상및방법 1. 연구대상연구대상자들은 40~60대제2형당뇨병환자로당화혈색소 10% 이하의환자 177명 ( 남자 85명, 여자 92명 ) 을대상으로하였다. 제1형당뇨병환자, 울혈성심부전증, 조절불가능한부정맥, 심한판막질환, 조절이되지않은고혈압, 신증, 망막증등중증질환이있어서최대중량운동의금기사항에해당되는환자는제외하였다. 2. 연구방법 1) 신체계측대상자들의키, 체중과허리둘레를측정하였다. 신장과 체중은겉옷을탈의한후얇은옷만을입은상태에서측정하였고, 체질량지수 (body mass index, BMI) 는체중 (kg) 을신장의제곱 (m 2 ) 으로나누어계산하였다. 허리둘레는숨을편안히내쉰상태에서줄자를이용하여늑골하단과장골릉사이의가장가는부위를측정하였고, 혈압은 10분간안정을취한뒤앉은자세에서수은혈압계 (Yamasu; Kenzmedico, Saitama, Japan) 로측정하였다. 2) 근육량측정근육량측정는 Inbody 3.0 (Biospace, Seoul, Korea) 을이용하여시행하였다. 환자는최대한가벼운옷차림의맨발로기계위에올라서서양발과양엄지손가락이전극부위에위치하도록하여검사를받았다. 3) 운동부하검사운동부하검사 (graded exercise test) 는자전거 (Ergometer 900, D Bits) 에연결된 Jager ER900 (Jager, Wurzburg, Germany) 를이용하여호흡법으로매 2분마다 20 watts씩증가시켜환자가더이상운동을지속할수없을때까지실시하였다. 운동전, 운동중, 회복기동안호기의호흡성가스분석은 15초마다분당심박수, 산소섭취량, 작업량, 호흡수등을숫자와그래프로자동기록저장하도록하며혈압은매 2분마다자동혈압계에의해측정하였다. 최대운동시의최대심박수는최대운동을중지한시점을전, 후로기록된수치중산소섭취량이가장높게기록된값 (maximal oxygen uptake, VO 2max) 을최대치로하였다. 무산소성환기역치 (anaerobic threshold, AT) 는매 15초마다 x축, y축에이산화탄소배출량값을도작한화면에서회귀분석을이용한프로그램을이용하여결정하였다. 4) 최대근력최대근력 (one repetition maximum, 1RM) 을측정하기위해상지는체스트프레스 (chest press) 를이용하여삼각근 (deltoids), 삼두근 (triceps), 대흉근 (pectoralis) 근육의근력을측정하고하지는레그프레스 (leg press) 를이용하여대둔근 (gluteal group), 슬건근 (hamstring), 대퇴근 (quadriceps) 근육의근력을측정하였다 (Keiser, Fresno, CA, USA). 최대근력측정을위해먼저환자는예상되는최대중량 ( 상체는체중의 1/2 무게, 하체는체중의 50%) 강도로 8~10회반복하는가벼운준비운동을실시한다. 그후가볍게 3분간스트레칭을하고 1분정도휴식을취한다. 피험자는예상되는최고무게의약 75% 로 3~5회반복으로 1세트실시하였다. 512

3 권휘련외 6 인 : 제 2 형당뇨병환자에서최대근력과유산소운동능력및비만도의관련성 다시 1분후 1.25~4.5 kg 더무거운중량으로최대근력을시도한다. 피험자가들수없을때까지실시하고마지막으로성공한중량을최대근력으로선택하였고, 3번에서 5번시도중에결정되었다 8). 3. 통계처리통계적방법으로서 SPSS for windows version 15.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 통계처리프로그램을이용하였고각변수의평균값은평균및표준편차를산출하였다. 연령에따른비교는일원배치분산분석 (one-way ANOVA test) 으로시행하였으며최대근력및신체계측, 운동능력, 비만도간의관계는단순상관분석 (Pearson's correlation analysis) 을시행하였으며이를통해확인된변수들을이용하여선형회귀분석 (Linear regression analysis) 을시행하였다. 통계적인유의성은 P값이 0.05 미만인경우로하였다. 결과 1. 대상자들의임상적특징제2형당뇨병환자 177명 ( 남자 85명, 여자 92명 ) 이연구에참여하였다. 나이는남자 55.3 ± 7.9세, 여자 57.4 ± 7.7 세였고, 당뇨병유병기간은남자는 8.0 ± 6.1년, 여자는 9.3 ± 7.2년이었다. 체질량지수는남자 24.4 ± 2.9 kg/m 2, 여자 24.5 ± 2.8 kg/m 2 이었으며당화혈색소는남 녀각각 7.6 ± 1.1, 7.7 ± 1.2% 였다. 상지최대근력은남 녀각각 34.2 ± 10.7 kg, 16.9 ± 5.5 kg이었고하지최대근력은남 녀각각 ± 32.1 kg, 85.5 ± 22.5 kg이었다. 최대산소섭취량은남자는 18.7 ± 5.3 ml/min/kg, 여자는 16.6 ± 4.3 ml/min/kg 이었다 (Table 1). 2. 최대근력과유병기간및당화혈색소의상관관계나이를보정하고, 최대근력과유병기간은상 하지모두유의한상관관계가없었다 ( 남자 : 상지 r = P = 0.531, 하지 r = P = 0.958; 여자 : 상지 r = , P = 0.122, 하지 r = P = 0.446). 또한최대근력과당화혈색소의관계를분석해보았을때, 상하지모두유의한관계가없었다 ( 남자 : 상지 r = P = 0.995, 하지 r = P = 0.736; 여자 : 상지 r = 0.071, P = 0.523, 하지 r = P = 0.323) (Table 2). 3. 최대근력과유산소운동능력의상관관계나이를보정하여, 최대근력과최대산소섭취량의관계를분석하였을때, 상 하지모두유의한상관관계가없었다 ( 남자 : 상지 r = P = 0.122, 하지 r = P = 0.138; 여자 : 상지 r = , P =0.952, 하지 r = P = 0.570) (Table 3). Table 1. The clinical characteristics of the subject Men (n = 85) Women (n = 92) Total (n = 177) Age (yr) 55.3 ± ± ± 7.9 Height (cm) ± ± ± 8.3 Weight (cm) 69.2 ± ± ± 10.2 Diabetes Duration (yr) 8.0 ± ± ± 6.7 BMI (kg/m 2 ) 24.4 ± ± ± 2.9 HbA1c (%) 7.6 ± ± ± 1.1 Total cholesterol (mg/dl) ± ± ± 42.5 Triglyceride (mg/dl) ± ± ± HDL-C (mg/dl) 45.8 ± ± ± 10.3 LDL-C (mg/dl) ± ± ± 32.2 Muscle mass (kg) 51.8 ± ± ± 8.6 Fat mass (kg) 15.7 ± ± ± 5.3 Body fat (%) 21.9 ± ± ± 6.9 1RM_Upper (kg) 34.2 ± ± ± RM_lower (kg) ± ± ± 35.5 VO 2max (ml/min/kg) 18.7 ± ± ± 4.9 Data are means ± SD. BMI, body mass index; HbA1c, hemoglobin A1c; HDL, high-density lipoprotein cholesterol; LDL, low-density lipoprotein cholesterol; 1RM, one repetition maximum. 513

4 Table 2. Correlations between 1RM, diabetes duration and HbA1c Gender 1RM Diabetes duration HbA1c r P r P Men Upper Lower Women Upper Lower RM, one repetition maximum; HbA1c, hemoglobin A1c. Table 3. Correlations between 1RM, aerobics capacity and BMI Gender 1RM VO 2max BMI r P r P Men Upper < Lower < Women Upper Lower BMI, body mass index; 1RM, one repetition maximum. A B Fig. 1. Correlations between 1RM and muscle mass. A. Men. B. Women. 1RM, one repetition maximum. 4. 최대근력과근육량및비만도의상관관계최대근력과근육량의상관관계를분석한결과, 남 녀모두통계적으로유의한상관관계가있었다 ( 남자 : 상지 r = P < 0.001, 하지 r = 0.437, P < 0.001; 여자 : 상지 r = 0.315, P = 0.002, 하지 r = 0.307, P = 0.003) (Fig. 1). 또한최대근력과체질량지수의상관관계를분석하였을때, 남 녀모두통계적으로유의한상관관계가있었다 ( 남자 : 상지 r = 0.468, P < 0.001, 하지 r = P < 0.001; 여자 : 상지 r = 0.279, P =0.007, 하지 r = 0.295, P =0.005) (Table 2). 5. 비만도와근육량의상관관계남 녀모두체질량지수가증가할수록근육량이유의하게증가하였다 ( 남자 r = 0.737, P < 0.001; 여자 r = 0.425, P < 0.001). 그러나체질량지수 25 kg/m 2 를기준으로층화분석을시행하였을때, 남 녀모두체질량지수 25 kg/m 2 미만에서는체질량지수와근육량은통계적으로유의한양의상관관계가있었으나 ( 남자 r = 0.508, P < 0.001; 여자 r = 0.378, P = 0.003), 체질량지수 25 kg/m 2 이상에서는남자는유의한상관성이있었으나 (r = 0.374, P = 0.032) 여자는체질량지수와근육량의유의한상관성이없었다 (r = 514

5 권휘련외 6 인 : 제 2 형당뇨병환자에서최대근력과유산소운동능력및비만도의관련성 A B Fig. 2. Correlations between muscle mass and BMI. A. Men. B. Women. BMI, body mass index , P = 0.169) (Fig. 2). 고찰최대산소섭취량이란인체가운동하는중에섭취할수있는단위시간당산소섭취량의최대치를이르는말로 9) 유산소운동능력의대표적인지표로사용된다. 최대산소섭취량은연령의증가와더불어감소하고 10) 10년단위로약 9% 씩감소하는것으로알려져있다 11-13). 일반인을대상으로한우리나라자료에서최대산소섭취량은남성은 33.5 ml/kg/ min이었고여자는 25.9 ml/kg/min이었다 14). 제2형당뇨병환자를대상으로한우리나라자료에서최대산소섭취량이남자는 18.9 ml/min/kg, 여자는 17.5 ml/min/kg으로보고된바있다 15). 본연구에서최대산소섭취량은남 녀각각 18.7 ± 5.3 ml/min/kg, 16.6 ± 4.3 ml/min/kg으로측정되어일반인에비해운동능력이낮은상태를보여주고있다. 반면에일본의제2형당뇨병남자환자를대상으로한연구에서환기역치의평균값이 3.6 METs로보고된바있어 16), 일본당뇨병환자와우리나라당뇨병환자의유산소운동능력은유사함을알수있다. 근력은근육군에서발생하는최대의힘으로언급되기도하지만일반적으로저항에대항하여발휘할수있는힘이다 17). 최대근력은연령의증가와함께감소하며매 10년단위로약 10~15% 정도의감소율을나타내는것으로알려져있다 18-20). 이전에있었던 40~75세의제2형당뇨병환자를대상으로한연구에서연령에따른최대근력이감소한다는보고가있었다. 일반성인 40대를대상으로한연구에서상 하지최대근력이각각 23.5 ± 5.3 kg, ± 33.9 kg로보고된바 있다 21). Kwon 등의연구에서는최대근력이상 하지각각 20.2 ± 5.7 kg, 98.5 ± 29.3 kg으로우리나라의같은연령대의일반인에비해낮게측정되는경향이있었다 22). 복합운동을실시할때는최대산소섭취량과최대근력을고려하여운동강도를결정해야한다. 30~40대의일반성인을대상으로운동능력을분석한연구에서하지최대근력, 비만도가최대산소섭취량과통계적으로유의한상관관계가있음이보고된바있다 14). 29~78세의남 녀일반성인을대상으로한또다른연구에서도하지의근력과최대산소섭취량사이에양의상관관계가있음을보고하여하지의근력이강한사람이최대산소섭취량도높다고하였다 23). 그런데본연구의결과에서는최대근력과최대산소섭취량사이에는유의한상관관계가없었다. 이는당뇨병환자의유산소운동능력이너무낮아서상대적으로최대근력에미치는효과가적었기때문일수있으며유산소운동뿐만아니라, 근력운동을병행하면유산소운동능력의향상에더욱도움이될것으로생각된다. 또한, 우리나라당뇨병환자를대상으로시행한운동습관다기관연구에의하면당뇨병환자가하는운동은걷기가 71.9% 로가장많았고, 등산 14.2%, 자전거 5.5%, 수영 3.4% 등으로주로유산소운동을실시한다고보고하였고근력운동을하는비율은 6.5% 로낮았다 24). 이러한점에서우리나라당뇨병환자에서운동요법으로근력운동이더욱강조되어야하며, 특히유산소운동능력이다른인구집단에비해상대적으로많이저하되어있다는점을고려하면복합운동의형태가가장큰도움이될것으로판단된다. 근력운동을통한근육량의증가는인슐린감수성을높여주고제2형당뇨병환자의혈당조절에도움이된다 25). Janssen 등이일반인을대상으로한연구 26) 에서근력과근 515

6 육량은유의한상관관계가있다고하였다 27). 본연구에서도최대근력은근육량과매우밀접한상관관계가있었다. 뿐만아니라, 본연구에서는최대근력이체질량지수와도양의상관관계에있었는데, 이는체질량지수가증가할수록근육량이증가하는경향이있으므로이러한결과를보였을것으로생각할수있다. 다만, 비만도 25 kg/m 2 을기준으로군을나누어분석하였을때, 남자의경우에는체질량지수에상관없이체질량지수가증가하면근육량도같이증가하였는데여자의경우에는체질량지수 25 kg/m 2 이상인군에서는체질량지수증가에따라근육량이증가하는경향성은보였으나, 통계적으로유의한정도의상관관계를보이지않았다. 즉비만한여자는체중이증가해도그에비례하여근육량이함께증가하지않고, 지방량이더욱증가하는데에서기인하는것으로보인다. 그러므로비만한여자에서복합운동이더욱도움이될것으로사료된다. 우리나라제2형당뇨병환자의경우일반인에비해저항운동이더욱필요하며, 특히비만한여자환자들은근육량을늘리기위한복합운동이필수적이라하겠다. 요약연구배경 : 당뇨병환자에서유산소운동과근력운동을병행하면심폐기능향상, 복부지방감소, 혈당강하, 인슐린감수성증가등의이점이있다. 복합운동을시행할때유산소운동능력및최대근력이운동강도설정의기본이된다. 본연구에서는당뇨병환자에서최대근력과유산소운동능력및비만도와의상관성을알아보고자하였다. 방법 : 총 177명 ( 남 : 85, 여 : 92) 의당화혈색소 10% 이하의제2형당뇨병환자를대상으로하였다. 상체는 chest press, 하체는 leg press로최대근력 (Keiser) 을측정하였고, VO 2max (ER900; Jager) 를이용하여유산소운동능력을, 체성분분석 (Inbody 3.0) 을통해근육량을측정하였다. 결과 : 제2형당뇨병환자에서최대근력과최대산소섭취량은유의한상관관계가없었다 ( 남자 : 상 하지각각 P = 0.122, P = 0.138, 여자 : 상 하지각각 P = 0.952, P = 0.570). 최대근력과근육량과유의한상관관계가있었다 ( 남자 : 상지 r = 0.493, P < 0.001, 하지 r = P < 0.001; 여자 : 상지 r = 0.315, P = 0.002, 하지 r = 0.307, P = 0.003). 체질량지수와근육량은유의한상관관계가있었다. 그러나체질량지수 25 kg/m 2 이상인비만인환자의경우남자는근육량과체질량지수가유의한상관관계에있었으나 (r = 0.374, P = 0.032) 여자는유의한상관성이없었다 (r = 0.249, P = 0.169). 결론 : 우리나라제2형당뇨병환자의경우일반인에비해저항운동이더욱필요하며, 특히비만한여자환자들은근육량을늘리기위한복합운동이필수적이라하겠다. 참고문헌 1. Han TR: Exercise in the elderly. J Korean Acad Rehabil Med 26:121-6, Steen B: Body composition and aging. Nutr Rev 46:45-51, Evans WJ: Nutrition: exercise and healthy aging. In: Korean Nutrition Society. Program 8th Asian congress of nutrition: Good nutrition for all, new era for nutrition rights, p , Seoul, Korean Nutrition Society, Sigal RJ, Kenny GP, Wasserman DH, Castaneda -Sceppa C: Physical activity/exercise and type 2 diabetes. Diabetes Care 27: , Maiorana A, O'Driscoll G, Goodman C, Taylor R, Green D: Combined aerobic and resistance exercise improves glycemic control and fitness in type 2 diabetes. Diabetes Res Clin Pract 56:115-23, Jennings AE, Alberga A, Sigal RJ, Jay O, Boulé NG, Kenny GP: The effect of exercise training on resting metabolic rate in type 2 diabetes mellitus. Med Sci Sports Exerc 41: , Horton ES: Exercise in the treatment of NIDDM. Applications for GDM? Diabetes 40(suppl 2):175-8, Baechle TR, Earle RW: Essentials of strength training and conditioning, 2nd ed. Champaign, Human Kinetics, Power SK, Howley ET: Exercise physiology, p.232-3, New York, MacGrow-Hill WCB, Asmussen E, Fruensgaard K, Norgaard S: A follow-up longitudinal study of selected physiologic functions in former physical education students-after forty years. J Am Geriatr Soc 23:442-50, Dehn MM, Bruce RA: Longitudinal variations in maximal oxygen intake with age and activity. J Appl Physiol 33:805-7,

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DIABETES FACT SHEET IN KOREA 2012 SUMMARY About 3.2 million Korean people (10.1%) aged over 30 years or older had diabetes in 2010. Based on fasting g

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